Question

【题目】野生型果蝇为灰身、长翅。灰身基因（A）突变后出现黑身表型，长翅基因（B）突变后出现残翅表型。已知控制这两对性状的基因都位于常染色体上。用灰身长翅（P1）与黑身残翅（P2）两种果蝇进行的杂交实验结果如下：

根据这两对基因的DNA序列分别设计一对PCR引物，对杂交实验一亲本、子代的基因组DNA进行PCR扩增，扩增结果见图1。

请回答问题：

（1）根据杂交实验一与相关基因PCR产物电泳结果，推测P1亲本的基因型是______。P1亲本产生配子的基因型是______。

（2）由图1的PCR结果可以推测：果蝇B→b的突变是由于B基因内______所致。判断的依据是：______。

（3）若对杂交实验二中的亲本、子代的基因组DNA再进行PCR扩增，亲本及亲本型子代扩增结果见图2。请将新组合表型果蝇的扩增条带图绘在图2中的横线上。______

（4）分析杂交实验二后代中出现4种表型，且数量不等的原因是：______。

（5） 为从细胞水平证明只有雌果蝇能够产生新的基因组合的配子，请写出实验思路，列出主要实验设备及实验材料，并预期实验结果。______

Answer 1

【答案】AaBb AB、ab 碱基对的增加 B基因的PCR扩增片段大小为600bp，而突变基因b的扩增片段为700bp，说明B基因的长度增加了100bp，突变为b基因 P1亲本产生了4种基因型不同，数量两两相等的配子，其中亲本型多、重组型少；P2亲本只产生一种基因型的配子 观察雌、雄果蝇生殖细胞减数分裂过程中的染色体行为。光学显微镜，染色后的性成熟果蝇卵巢、精巢的切片。在雌果蝇细胞中可以观察到有交叉现象的染色体，而在雄蝇中观察不到此现象

【解析】

根据图1和杂交实验一可知：杂交一的亲本和子代的基因组成为AaBb×aabb→AaBb：aabb=1：1，推测两对等位基因位于一对同源染色体上，A和B在一条染色体上，ab在一条染色体上。

（1）根据相关基因PCR产物电泳结果，推测P1亲本的基因型AaBb，杂交一的亲本和子代的基因组成为AaBb×aabb→AaBb：aabb=1：1，推测两对等位基因位于一对同源染色体上，A和B在一条染色体上，ab在一条染色体上，因此P1亲本产生配子的基因型是AB和ab。

（2）由图1的PCR结果可知：B基因有600碱基对，b基因有700碱基对，因此果蝇B→b的突变是由于B基因内碱基对的增加所致。

（3）图2说明杂交实验二中的亲本的亲本基因组成为AaBb和aabb，杂交实验二的F1出现的四种表现型是两多两少，且两两相等，其中亲本类型多，重组类型少，推测P1亲本雌果蝇产生了4种卵细胞（AB、ab、Ab、aB），数量两两相等，其中AB、ab多，Ab、aB少，而P2亲本雄果蝇只产生一种ab的精子，因此后代的基因组成为AaBb、aabb、Aabb、aaBb。新组合表型果蝇的扩增条带如图：

（4）杂交实验二后代中出现4种表现型，四种表现型是两多两少，且两两相等，其中亲本类型多，重组类型少，推测P1亲本雌果蝇产生了4种卵细胞（AB、ab、Ab、aB），数量两两相等，其中AB、ab多，Ab、aB少，而P2亲本雄果蝇只产生一种ab的精子，说明P1发生了交叉互换，这种变异类型属于基因重组。

（5）为从细胞水平证明只有雌果蝇能够产生新的基因组合的配子，可以观察雌、雄果蝇生殖细胞减数分裂过程中的染色体行为。所需主要设备有光学显微镜，染色后的性成熟果蝇卵巢、精巢的切片。预期实验结果为在雌果蝇细胞中可以观察到有交叉现象的染色体，而在雄蝇中观察不到此现象。